2019-2020年XX公司集团《化工原理》3-4章期末考试复习题

《化工原理》3-4章期末考试复习题

一、填空题

2-1―球形后菜颗粒，分列在空乞和水中按斯托克斯定律沉降，若

系统温度升高，阳其在水中的沉降速度将,在空完中的沉降

逑度将o答案：下降，增大分析：由斯托克斯定律

色叁物对空乞系统，》改生。£对水系统，水的密

18〃-u,u

度瓯温度的变［匕可念略，故同样有乜可见无论是乞体还是液体，

u\U

温度的改变奔要是通过粘度变化耒影响沉降速度。乞体粘度瓯温度升高

而增加，政沉降速度下降；液体粘度值温度升高而减小，故沉降速度增

大。但要注意此结论是通过斯托克斯定律潺西，其他情况还需要具体分

析。

2-2若降尘室的高度增加，阳沉降时间,乞流速

度,生产能力o

答案：增加；下降；不变

分析：因沉降距离增加，故沉降时间将增加。降尘室高度的增加

段乞体在降尘室内的流道戳面增大，改乞流速度下降。生产能力的计

算公文:为：Us=A〃,可见，除尘室的生产能力只决定于沉降面积和沉

降速度而与降尘室的高度无关。

2-3选择旋风分离署型式及决定其妻要尺寸的根据

是；；O

答案：乞体处理量，分离效率，允许反降

2-4通常，非均相杉系的离叱沉降是在旋风分离器中迸行，

悬浮物系:一般可在旋液分离器或沉降离叱机中进行。答案：乞固；

液固

2-5沉降操作是指在某种中利用分散相和连续相之间的

差异,［史之发生相对运动而实现分离的操作过程。沉降过程有沉

降和_沉降两种方式。答案：力场；密度；重力；离心

2-6阶段中颗粒相对亍流体的运动速度称为沉降逑度，由于这个速

度是阶段终了时颗粒相对于流体的速度，敢又称为“终端速

度”。答案：等逮；加速

2-7影响沉降速度的奔要因素有①；②；

③;

答案：颗粒的体积双度；器壁效应;颗粒形状

2-8除尘室通常只适合用于分离粒度大于的粗颗粒，一般作为预

除尘度用。答案：50nm

2-9旋风分离弱的是效率是指,粒级效率是

指O

答案：全部颗粒中被分离下耒的质量分率；各种粒度被分离下末的质

量分率

2-10实现过滤操作的外力可以是、

或O

答案：重力；压强差；愦性高叱力

2-11工业上常用的迎魂介质至要有①,②,

③o答案：织物介质；堆积介质；光孔固体介质

2-12在饼层过源中，真正发挥拦戳颗粒作用的主要是而不

是o答案：滤饼层；过滤介质

2-13离叱机是利用愦性离心力分离液态非均相混合移的机僦。它与

旋液分离资的至要区列在于高叱力是由而产生的。答

素：设备本用旋转

2-14一降尘室长8加，宽4m,高五5环，中间装有14块隔板，隔板间

距为0.1m。现颗粒最小直径为12pm,其沉降速度为0.02m/s,欲将最

小直径的颗粒全部沉降下耒，阳含尘乞体的最大流速不能超过

m/so答案：1.6分析：由降尘室的分离条件

、

-L---H--L>IL

u~u,uu.

__.L8

交口“max=〃/=0[x0.02—1.6tn/s

2-15当进乞口完速一定时，旋风分离潜的直径越大，其分离因数

球；转速一定的离心分离机陌着转毂直径的增大其分离因数

越o答案：下降；增加

分析：一般小颗粒沉降才考虑离心沉降，而小颗粒沉降一般都处

于斯托克斯定律区，数分离因数为

对旋风分离资，当迸口乞速一定时，由上式可知Kc与R成反比。

对转速一定的离心机，a7与R成正比，分离因数可写成

Kc=殷-可见Kc与R成正比。

g

2-16用板框式过滤机进行恒压过源操作，瓯着过魂时间的增加，＜

液量,生产能力O

答案：增加；不变

分析：由恒国卫魂方程V2+2We=KA20

可知墟液量瓯过魂时间的增大而增加。

VV

而间歇过魂机的生产能力Q=-=------------

T6+6w+0l)

可知生产能力只与操作周期有关。

2-17转筒真空过渡机，转速为/加切，转毂表面积为兄转鼓的沉

谩度为必别过就周期为(min),在一个辽淀周期中迎渡时间为

(min),过魂面积为o答案：-；^；J

nn

2-18在恒反操作一个周期中，已知过就时间为9,获潺的滤液量为

V,现区将迎魂反差增力口2倍，阳过魂时间变为■殳魂饼不可

压缩，且介质阻力不为。答案：W分析：由恒反过渡方程

V2+2We=KA20

K=2AAp1Ve=OS=0所以

尸=23/^6=常数所以《=包.=1

6\p,3

2-19含尘乞体在某降尘室停留时间为6s时，可段直径为80〃加尘粒

的70%蹲以沉降下采。现将生产能力提高7倍r乞速乃在正常操作的

允许范围内)，则该直径颗粒可分离的百分率为o答案：35%

分析：一般尘粒在乞体中的分布是均勺的，对于直径小于能另100%

被沉降下耒的最小粒径的颗粒米说,它能婚被分离的百分数等于它在

停留时间内的沉降距离与降尘室高度之比。所以在原操作条件下，即

在6s的停留时间内，80卬〃尘粒的沉降距离为降尘室高度的70%。现

生产能力提高［倍，其他条件不变，阳乞速增大I倍，停留时间减半，

为3s。阳该颗粒的沉降距离为原米的1/2,即为降尘室高度的写=35%,

此即新工况下该颗粒可分离的百分率。

2—20已知某沉降室在操作条件下的乞体流率为3600m5/h,沉降

室长、宽、高尺寸为Lx3xH=5x3x2,如其沉降速度为

miso答案：0.067分析：由K=4,

,,Vs3600/3600八八「，

7#Ut=—=------=0.067〃〃s

1A5x3

2-21对板框式:边旅机，洗涤面积4和过滤面积A的定量关系

为,洗水走W的距离品和滤液在过滤终了时走过的距离/，的定量

//V

关茶为，洗涤速率(2)w和终了时的过淀速率(d二v)£的定量关

系为

答案：4=；A；L-L;

分析：由板框过魂机的结构及操作原理，可加该装置的洗涤方式:

属横穿洗涤法。改洗涤面积为迎援面积的1/2,洗涤路径为2倍痣液路

径。再过源基本方程

上素飕去介质限列

显然洗涤速率为终了迎魂速率的1/4O

2-22对叶旗机，洗涤面积』和过渡面积A的定量关系:为,

流水走过的距离♦，和滤液在辽魂终了时走过的距离乙的定量关系为

，洗涤速率（如）卬与辽就终了时的迎魂速率r四）E的定量关系

dOd0

为o

答案：Av=A;%=人（%w=（务E

分析：由叶魂机的结枸及操作原理，可知洗涤液所走途径就是过

就终了时就液所走的途径，属置换洗涤法。

2-23在旋风分离资中，某球形颗粒的旋转半径为0.4叫切向速

度为15m/s。当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数。为

答案：57分析：底=土=匕=——=57

utRg0.4x9.81

2-24为过渡某种悬浮液，按生产任务要求，经计算应用选用

合BMS30-63"25型板框压施机，框内纥去.635加加，卫魂面积3所?，框

厚25mm）o现有一合卫魂机是BMS30-635/45型的，除框厚45mm外，

其他规格与前者相同，问能否用该过戏机代替原选用型号的卫就

机O

答案：不能分析：过滤机的选择至要取决亍生产任务。所用渡

框尺寸及数量必须同时满足两个要求：一是具有所需的过源面积；二

是恰能容纨一个操作循环所形成的茂饼。

上逑两个卫魂机边痣面积相同，但框厚不同，故不能互:相代用。

2-25在恒速过渡过程中，当滤液体积增大1倍阳操作反差将增

大o设介质阻力可忽略，提饼为不可压缩。答案：1倍。

分析：由卫援基本方程及题给条件，有

dq_K

=常数

dO2(q+/)

2s

蹲恒建过淀方程q+qqe=^O=k^p'-0

因为私=0s=（）所以q2=k6\p

或.V2=k^e^p

由题意有匕=2匕％=2〃

所以（匕）2=%包改包=4=2

匕4MM2

2-26若介质阻力可以忽略，对恒压边援，魂液量增大7倍,

阳过滤速率将o

答案：减小1倍分析：由卫援基本方程

dVA2K

由题知Ve=0匕=2匕

~d0~2（y+ve）

dV_A2K_1dV

所以

刘）2-2X2XV,-2茄%

2-27转筒真空过滤机，转速越大，阳生产能力就幽

每转一周所荻潺的滤液量就越，形成的滤饼厚度越，

道:遮阻力球o

答案：大；少；薄；小分析：由转篇真空过渡机的生产能力

Q=465（忽略介质阻力）

可知转速增大［更生产能力提高，但同时每转一周所需时间将减

少，每周过旗时间也相应微少，致度每周所荻滤液量减少，提将变薄,

阻力变小。

2-28重力沉降速度随着颗粒直径的增力口而。答

聚：增大

14gdg-。）

分析：由沉降速度的计算公式N3P4

对一定的扬系:，为与“及，有关。已知除湍流区，与d无关外，

其他情况二

将随,d的增加而下降，所以〃，值d的增加而增大。

二、单项选择题

2-29―密度为7800版/加的小钢球在相对密度为1.2的某

液体中的目由沉降速度为在20P水中沉降速度的1/4000,叫此溶液的

粘度为（设沉降区为层施）。

A4000mPa-s；B40mPa-s；C3382Pa-s；D33S2mPa-s

答案：（D

分析：由题意知斯托克斯定律适用，阳根据题给条件可为西下式

屋（7800-120。今d2（78op-iooog

18/Z-—4000x18x1

（注：2（TC水的粘度为加Po5）

解西=3382mPa-s此法常用采测粘度。

2-30用板框式直就机进行恒压运就，若介质阻力可忽略不计，过淀

20min可得滤液8m3,若再过渡204九可再得滤液。

；1s.4m'；C5.3机3；（D.11.3m3

答案：C

分析,,由恒反过源方程

V2+2We^KA2e

由题知史=0,则有V2=KA26

Q2

将a=20min乂=8疝代入，潺KA2^―

1120

23

贝02=40min时V2=dKA^=x40=11.3m

贝3匕一匕=113—8=5.3加3

应注意恒压过旅方程中V、。是指从初蛤(0起点)就计潺的累积量。

2-31在一个过源周期中，为了达到最大生产能力o

见.过滤时间应大于铺助时间；(B.过滤时间应小于辅助时间。

C.过渡时间应等于辅助时间(D.过滤力口洗涤所需时间等于

1/2周期。

答案：(D

分析：对于最隹周期，应有。+盘=4=g

2—32含尘乞体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上

能完全除去30〃〃?的粒子，现乞体处理量增大I倍，对该降尘室理论上

能完全除去的最小粒径为O

4.2x30jum；<BO1/2x3"?；Co30〃〃?；<DOV2x30/an

答案：①

分析：降尘室最大处理量匕.与能被完全除去最小颗粒的沉降速度

ur有以下关系

J18〃匕

匕=.%=皿饱.“min3师

5''18//Vg（Ps—夕）A

2—33下逑说法中正确的是

4.过滤速率与直援面积成正比(B.过滤速率与过渡面积的平方

成正比；

C.过源速率与滤布阻力成反比；（D.过滤速率与操作反差的平方

成正比；

答案：③分析：可由过墟基本方程直接求潺包

de2（y+ve）

2-34恒压板框过滤机，当操作反差增大1倍时，阳在同样的

时间里所潺援液量得（忽略介质阻力）。

凡增大至原耒的&倍；以增大至原耒的2倍；

C.增大至原来的4倍；（D.不变答案：月

分析：由恒压卫渡方程及题给条件有

V2=KA10=2kApA10Voc而

2-35下面哪个是过滤推动力o

/.液体经过淀机的压强降<2.就饼两恻的反差；

C.介质两侧的反差；（D.介质两1则反差加上滤

饼两测反答案：（D

分析：由过渡基本方程的推导可知过渡推动力是指提饼

两侧反差加上介质两测压差；过渡阻力为援饼阻力加上介质阻力。

2-36在降尘室中，尘粒的沉降速度下列因素无关o

风颗粒的几何尺寸（B.颗粒与流体的容度

C.流体的水平流速；（D.颗粒的形状答案：C

分析：由表面光滑球形颗粒目由沉降速度公式:可知答案成为

2-37设降尘室的左宽高分列为L、S、H，单伍均为加），颗

粒的沉降为

u,（m/s）,乞体的体积流量为叭,如颗粒能在降尘室分离的条件

是

H、LbH®H,LbH八L,HbHLHbH

—2----('D.—W-----C•—S----(D.—>------

uv%匕

匕t5utvs

答案：(B

分析：乞体的水平流速为、；

乞体在降沉室的停留时间

bH

L

为

V/(/?//)

颗粒的沉降时间为目

分离条件为沉降时间小于

%

停留时间。

HLbH

所以有<

%一丫5

2-38恒压直援时，当过援时间增加I倍对边提速率为原

末的｛设介质阻力可忽略，魂饼不可压缩）。

⑶鬓倍；倍

风近倍;C.2倍(D.L答

2

＞：（B

2

分析：恒压过滤方程为：q+2qqe=K0(a)

过墟基本方程为四=---

dO2（g+心）

将%=0代入两式，然后再将⑷代入（。有

_dq_—__K.8_____1_

deI4K0y[e

2-39恒压过滤时，如淀饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作应差

增加1梏,阳辽淀速率为原耒的。

N.I倍；@2倍；C&倍；0.1/2倍答案：（B

分析：由辽提基本方程—=—（V=0）

de2ve

及K=23『"S=0,

一.巨dV“

BJ7号---8△〃

d0

2-40转筒真空过旋机的洗涤速率与最终过墟速率4比

为O

4.1/4；（B.1/2;C.1；①2

答案：C

分析：属置换洗涤法。

2-41降尘室的生产能力取决于o

/.沉降面积和降尘室高度；（B.沉降面租和能100%除去的最小颗粒

的沉降速度；

C.降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；（D.降尘室的

宽度手口高度o

答案：（2分析：由匕=4，,可知应远电

2-42对遮饼进行洗涤，其目的是：①回收魂饼中的残留就液；②除

去就饼中的可溶胜杂质。下面哪一个回答是正确的o

/.第一种说法对而第二种说法不对；（B.第二种说法对而第一种说

法不对；

C.两种说法都对；(D.两种说法都不对答案：

C

2-43下面哪一个是转筒真空过源机的特点o

见.面积大，处理量大；(B.面积小，处理量大；

C.反差小，处理量小；(D.反差大，面积小答案：(B

2-44与板框压魂机比较，叶援机的特点是o

风连续操作,机楙］匕程度较高；(B,间歇操作,过源面积小；

C.推动力大，边魂面积小；(D.既可力口反辽滤，也可真空运

W答案：(D

2-45对标准旋风分离器系列，下逑说法哪一个是正确

的O

月.尺寸大，阳处理量大，但反降也大；(B.尺寸大，四分离效率高，

且反降小；

C.尺寸小，则处理量小，分离效率高；(D.尺寸小，阳分离效率差，

且反降大。答案：C

2-46下逑说法哪一种是错戏的o

/降尘室是分离乞固混合物的设备；8叶淀机是分离液固混合物

的设备；

C.沉降式离叱机是分离乞固混合物的设备；◎沉降槽是分离液固混

合物的设备；答案：C

2-47旋液分离器是利用离心力分离。

A.乞液混合扬的设备；(B.液固混合扬的设备；

C.液液混合扬的设备；乞固混合能的设备；答案：（B

2-48下逑说法中哪一个是错的o

/.离叱机可分离液液混合扬；（8.离叱机可分离液固混合扬；

C离心机可分离乞固混合物；◎离心机所分离的不均勺混合杉中

至少有一相是液相答案：C

2-49降尘室的特点是O

风结构置单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大；

(B.结构蔺单,分离效率高，但流体阻力大，体积庞大；

C.结构蔺单,分离效率高,体积小，但流体阻力大；

(D.结构置单,流体阻力小，但体积庞大，分离效率低答

案：（D

2-50下逑说法中正确的是

/.离心沉降速度乙和重力沉降速度/是恒定的；

（B.离心沉降速度u,.和重力沉降速度u,不是恒定的；

C.离心沉降速度〃，不是恒定值，而重力沉降速度〃，是恒

定值;

<D.离心沉降速度%是恒定值，而重力沉降速度与不是恒

定值答案：C

分析：离叱沉降速度〃，瓯颗粒在离叱力法中的伍亶（R）而交。

u2.

而重力沉降速度〃，与伍置无天。因为决定〃，的是离叱加速度上，

它是一个变量，与伍置有关。而决定见的是加速度g,它是一常量。

2-51助滤剂的作用是o

A.降T氏滤液粘度，减少流动阻力；

(B.形成疏松饼层，T吏魂液蹲以畅流；

C.帮助介质拦微固体颗粒；

(D.段博淀饼密实笄具有—定的刚胜答案：(B

2-52下逑各项不属亍乞体净制设备的是o

4.惯域分离器；(B.皴混器;

。.静电除尘资；◎管式:高速离叱机答案：(D

1)一球形而英颗粒，在空乞中按斯托克斯定律沉降，若空乞温度由

20℃升至50℃,阳其沉降速度将

2)流化床中，当乞流速度时,这个乞流速度称为带

电速度.

力降尘室的生产能力只与降尘室的和有

美，而与元关.

解：(1)窥小

H由—，"2(夕，一夕)g

理由：,/u0=...—~'•士，且ps»p

当空乞£=20℃升至50c时，〃增大

u0减小

(2)等于颗粒在静止乞体中的沉降速度

(3)底面积沉降速度降尘室高度

t03a050022-54

1)在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增力口f倍,如沉降时间

，乞流速度,生产能力.

2)在滞流强流)区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正

北，•在湍流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正此.

解：(1)增大微小不变(2)2-

2

1)降尘室的高度由下式决定，表中符号的意义是

解：”=生也L…降尘室反度u0一沉降速度

u

U—乞流速度

t03a05080-2-56

1,过就介质阻力忽略不计，就饼不可压缩，阳恒速迎援过程中就液

体积由叱增多至%=2叱时，网操作反差由增大至

△g=_____________

2.已知g为单伍道：5t面积所潺渡液体积V/S4为化/SV,为这漉介

质的当量滤液偎液体积为%时所形成的就饼层的阻力等于过

魂介质的阻刃，在恒压过就时，测潺

Ar/A^=37^0-20过就常数乳=_____________,%

解：(1)4时

K

理由：恒速卫就方程式丫2=2屋。8K

2

XKoc".•.当％=2%时，=(毛了=4

即殁=4

(2)S.^XG^mls0.0535/?/7n2

2

理由：一=3740nA:=5.35xl(r3”/s

k

2200

—q,=200nM=-------=0.0535m3/m2

k3740

t03a050812-57

1.回转真空过援机,回转一周所需时间为7；转鼓的表面积为S转

鼓的沉谩度为“，叫一个过渡周期中，W就时间为.IX

病面积为________________

2.转鼓沉谩度是与的比值

3.当介质阻力不计时回转真空过渡机的生产能力与转速的

次方成正比

解：C)T(pS(2)谩入悬浮液的表面转鼓表面(3)-

2

t03a050822-58

1.间歇过滤机的生产能力可写为Q=Y工，此处"为

表帚一个操作循环所需的,Z7等亍一个

操作循环中和三项4和.

2.一个过痣操作周期中，“过就时间球长，生产能力越，大”的看法

是,“过滤时间越，越，生产能力越大”的看法是

.过提时间有一个值，此时过魂机生产

能力为________________

3.过滤机操作循环中，如辅助时间Tp越长阳最宜的过就时间将

4.解：(I)一个周期滤液量时间迎淀时间洗

涤时间

辅助时间

(2)错长的错度的最隹最大生产能

力

(3)部长

t03a050832-59对不可压缩联渡饼及”力■正此亍AP的方，对

可压缩就饼dV/dv正比于△尸的方

1,对恒压卫魂，介质阻力可以念略时，过就量增大一倍，阳过源速率

为原耒的___________

2.对恒压过滤，当过滤面积S增大一倍时，如就饼不可压缩，阳过滤

速率增大为原耒的倍，如就许可压缩，过滤速率增

大为原案的倍

解：(1)一次(1-S)次

(2)-理由：—V加倍，火为原案的L倍

2de2Vde2

2

(3)22理由：过滤速率把=—^—,而V+匕,=A/布

e

dd2(V+Ve)

，A加倍，烂为原来的2倍，与滤饼是否可压缩无关。

dO

t03a050842-60

1.回转真空过滤机，整个转效回转操作时大致可分为

和四个区域

2.回转真空迎魂机每逋过以上四个区域一次，完成一个工作

.是这一部件使边痣室在不同部伍时，能

目动地迸行相应不同操作.

3.叶滤机过魂时，固体颗粒留在滤叶的部，而魂液穿

过渡布由淀叶部抽的

解：(1)过魂区洗涤区吸干吹松区卸渣区

(2)周期分配买(3)外部内部

t03a050852-61

1,非球形颗粒的形状系:数(球形电是表帚